[发明专利]一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统与方法

说明书

本发明涉及一种材料含能检测技术，特别是一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统与方法,一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统，至少包括：燃烧室、配气单元、取样单元、电控与信号处理单元；所述的燃烧室，用以提供试样燃烧的初始环境，燃烧室侧壁开有侧壁透明窗，侧壁设有调压用的气路孔及采样用的气路过孔；燃烧室上下均有开口，下开口装配有含导电柱组和坩埚的下卡盖，上开口用以调整取样口位置。提供一种可以让科研人员精确地捕获燃烧气态产物过程，并将气态燃烧产物进行保存，按照科研需求提取化验，有助于配方研制和改进的一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统与方法。

技术领域

本发明涉及一种材料含能检测技术，特别是一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统与方法。

背景技术

含能材料包括发射药、炸药及推进剂等。对其燃烧气态产物评估，现有的方法主要是依靠气相色谱分析仪。在对含能材料气态燃烧产物的检测和评估技术上并没有对应的国家标准，试样燃烧的起始阶段、稳定段和末段，以及各个阶段火焰的焰首、焰中、焰尾，燃烧气态产物成分均有差异，而科研人员只能凭经验随机收集一段时间的气态产物送至气相色谱分析仪进行检测。

收集采样的起始时机如果随机开启的话，可能会导致同样的配方，气态产物比例不一样，失去配方横向比较的意义。

同时，高温气态燃烧产物随着燃烧、采样、化验并排放，这个过程是瞬时连续的，对实验人员素养和设备要求都很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以让科研人员精确地捕获燃烧气态产物过程，并将气态燃烧产物进行保存，按照科研需求提取化验，有助于配方研制和改进的一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统与方法。

本发明的目的是这样实现的，一种触发式含能材料燃烧气态产物收集系统，至少包括：燃烧室、配气单元、取样单元、电控与信号处理单元：

所述的燃烧室，用以提供试样燃烧的初始环境，燃烧室侧壁开有侧壁透明窗，侧壁设有调压用的气路孔及采样用的气路过孔；燃烧室上下均有开口，下开口装配有含导电柱组和坩埚的下卡盖，上开口用以调整取样口位置。

所述的侧壁透明窗，用于高速相机拍摄燃烧的火焰，并配合上开口手动调整取样口对准靶线1。

所述的下卡盖的导电柱组包含带有多路与整个燃烧室及下卡盖绝缘的导电柱，用于在燃烧室内高气压环境时，燃烧室内外传输靶线通断信号及点火信号。

所述的靶线从上至下分为4路，穿过含能材料，当燃面经过时靶线被烧断；第0路靶线接近点火丝距离固定设为10mm；第1路靶线与取样嘴平齐，距第0路约为试样总长的1/5，第3路沿燃烧方向距第1路间距等同于燃烧火焰的焰高，第2路位于靶1和靶3区间，相对位置由方法推算得到。

所述的配气单元包括增压泵和连接燃烧室调压气路孔的缓冲瓶，用于调整燃烧室的初始压强，并在燃烧过程中起到缓冲作用，气路控制通过电信号驱动电磁阀实现。

所述的取样单元分为取样嘴、阀门组、多路高温取样集气瓶、抽真空泵。

取样嘴位于燃烧室取样气路孔内部，为小通径金属铜管，取样管口位置可调，手动对准坩埚上试样的侧方，与试样的靶线1位置平齐；取样管的另一端穿过燃烧室壁，连接到阀门组。

阀门组居于高温取样集气瓶和取样嘴之间，用于根据方法输出和电控单元给出的电压信号驱动高速电磁阀，以实现将燃烧室内燃烧气态产物导入到某一路高温取样集气瓶，或从高温取样集气瓶导出到气相色谱分析仪。

多路高温取样集气瓶包括多路容积为50mL的不锈钢气瓶，气瓶外围包裹热流道电加热装置，使气瓶温度保持在设定温度附近，最外层包裹绝热材料用以保温和防烫伤。

抽真空泵用以将多路高温取样集气瓶提前抽至近似真空状态，以便于燃烧室内压强较低时，燃烧气态产物能通过压强差顺利导入取样瓶，同时也使气瓶内纯净无干扰气体成分存在。